Vi har et mysterium på vores hænder. Solen har en tynd, men udvidet atmosfære kaldet korona. Og den corona har en temperatur på nogle få million Kelvin.
Hvordan har corona en sådan højere temperatur end overfladen?
Som jeg sagde, et mysterium.
En Corona, varm, tak
Så underligt som det er, ville du ikke mærke koronas varme, hvis du svømmer gennem den. Det er ikke kun tyndt, men utroligt tyndt, og registrerer bare en billion af tætheden af soloverfladen. Det er så tyndt, at til trods for den høje temperatur, hvilket betyder, at de små partikler, der udgør coronaen, glider rundt i utrolige hastigheder, er der lige så få partikler i første omgang, at de næppe nogensinde ville ramme dig - og du ville ikke engang registrere den brændende høje varmer.
(Bare for at være klar, ville din nærhed til solens overflade helt sikkert smelte dig alligevel, men det ville ikke være koronans skyld.)
Selve koronaen er enormt stor og strækker sig over millioner af kilometer og fordobler solens radius ud over dens synlige hud. Men igen, fordi det er så tyndt, er det svært at se. Kun under samlede solformørkelser, når månens krop perfekt skjuler solskiven, vises koronaen i al sin herlighed, der lyser med lys fra soloverfladen, der reflekterer de små partikler, der udgør atmosfæren.
Detaljeret undersøgelse af korona afslører meget ejendommelige strukturer. Tynde, uviske filamenter, lange spændende løkker og hvirvler der ligner fingeraftryk danser gennem hele solens atmosfære. Så det er meget åbenlyst et meget aktivt og kompliceret sted, der muligvis giver et fingerpeg om dens helvedes høje temperatur.
Ultimate Power
Der er kun én strømkilde i solen, og det er atomkraft. I den dybe, tætte, varme kerne (ironisk nok det eneste sted, der bedst holder temperaturen i koronaen), overvælder de utrolige tryk den naturlige frastødelse af brint, og smelter dem sammen til helium. Konverteringen efterlader en lille smule masse bagefter og frigiver derfor en smule energi.
Hver individuelle reaktion udsender bare en lille smule energi, men gentag denne proces utallige gange, og du ender med en fantastisk langvarig, kraftig energikilde, der giver alt lyset til hele solsystemet i milliarder af år.
Og da det er den eneste strømkilde der er omkring, skal man på en måde opvarme koronaen.
Det er ikke svært at forestille sig, hvorfor solens overflade, kaldet fotosfæren, er så meget køligere end den inderste kerne. Når alt kommer til alt, udsættes denne overflade for det hårde, kolde, kølende vakuum i det ydre rum og adskilles fra den opvarmende kerne med hundreder af tusinder af kilometer med tykt, soppigt plasma.
Men denne overflade er aktiv, måske endnu mere end den turbulente korona derover. Granuler, solflekker, fakkel, masseudsprøjtning og mere boble og bryder ud fra solens kaotiske ydre. Måske skjuler det i den rystende inferno af overfladen den gådefulde kilde til koronas høje temperatur.
Gør Twist
Så vi har en relativt cool, men utroligt aktiv soloverflade, der sidder under den intenst varme korona, og vi har brug for noget for at forbinde den aktivitet og omdanne den til varme. Heldigvis er solen en kæmpe kugle af plasma, hvilket betyder, at det er en blanding af ladede partikler, der bevæger sig hurtigt rundt. Og ladede partikler, der bevæger sig hurtigt rundt, er virkelig, virkelig gode til at fremstille magnetiske felter.
Og magnetfelter på sin side er virkelig, virkelig gode til at omdanne aktivitet til varme.
Det har længe været mistanke om stærke magnetfelter at have spillet en vigtig rolle i opvarmningen af koronaen, noget som Parker Solar Probe blev sendt for at undersøge mere detaljeret. Og i en nylig artikel har forskere, der bruger data fra Solar Dynamics Observatory, afsløret yderligere to mekanismer til opvarmning af koronaen med magnetfelter.
Nogle gange kan magnetfelterne vikle sig omkring sig selv og danne en tunnel (der går efter det seje sci-fi-navn af fluxrør). Disse tunneler fungerer som ledninger for endnu mere magnetisk energi i form af stød og bølger til at rejse fra sted til sted ... som fra overfladen til koronaen.
Nogle gange kan disse felter endda sno sig indbyrdes så tæt, at de bogstaveligt talt bryder som et overspændt gummibånd og frigiver al den ophængt energi i en enkelt flash, der kaldes en magnetisk genforbindelsesbegivenhed.
Hvis disse fluxrør og genforbindelsesbegivenheder ofte sker nok og leverer nok energi, kan de forsyne koronaen med mere end nok varme til at opretholde den. Dette er stadig et åbent spørgsmål, men med flere observationer og hårdt arbejde kan vi snart have et klart, detaljeret billede af det særegne solpuslespil.
Læs mere: "Om den hurtige tvangsforbindelse i solens korona til dens lokaliserede opvarmning"
